JP2003131655A

JP2003131655A - グラフ表示装置、およびプログラム

Info

Publication number: JP2003131655A
Application number: JP2001329352A
Authority: JP
Inventors: Shiori Shoda; しおり正田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】データセットに格納された検知データ（測
定データ）をグラフ描画するとともに、グラフ化された
各データと対応した画像を表示して、グラフと実際の現
象とをより関連付け視覚化する。【解決手段】グラフ表示装置には、測定データを記憶
したデータセットと、測定データに対応した画像データ
が記憶されている。そして、グラフを描画するとともに
グラフに描かれたデータの基のデータに対応した画像デ
ータを表示する。グラフのトレースや、タブレットによ
ってグラフ上のデータの点を指定すると、トレース位置
のデータ及び指定された点に対応した画像データが表示
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一つ以上のフィ
ールド（項目）からなるレコードが一件以上集まったデ
ータセットからグラフを作成・描画するとともに、前記
データセット内の各データに対応した画像を表示するグ
ラフ表示装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、数値データを、データセットとし
て記憶し、該データセットに基づいてグラフを描画する
機能を備えたグラフ表示装置が有る。データセットと
は、一つ以上のフィールド（項目）からなるレコードが
一件以上集まったもの、または各フィールドを成分とし
た２次元配列（行列）で整理された構造のデータの集ま
りである。例えば、経過時間、移動距離、速度のフィー
ルドを格納するデータセットの場合、横軸方向（列方
向）にフィールド、縦軸方向（行方向）にデータ値が整
理配列される。

【０００３】こうした装置は、例えば、関数電卓やポケ
ット・コンピュータなどの電子計算装置として提供さ
れ、データの変化の様子を視覚的にとられることができ
ることから、学校などの教育現場でも広く活用されてい
る。例えば、物理の授業では、物理の実験に際して各種
のセンサ類からの測定データをグラフ表示装置に記憶さ
せてグラフ描画することで、学生の物理法則の理解を助
けている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
グラフ表示装置では、データセット内の各データをグラ
フ化するのみであって、その根源である実際の現象（例
えば、実験における物理現象）との関連付けが実験時の
人的記憶やビデオ撮影などに頼らなければならなかっ
た。人的記憶の場合、特に現象が瞬間的な事象である場
合には、記憶の確かさも必ずしも十分とはいえず、デー
タとグラフ及び実際の現象との関連づけが希薄になって
しまう問題があった。また、ビデオ撮影した場合であっ
ても、別途ビデオ機材を用意・操作する煩わしさがある
上に、グラフのどの点がビデオ映像のどの位置に相当す
るのか分かり難いという問題があった。

【０００５】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その課題はグラフと実際の現象とをより関連付
け視覚化し、ユーザのデータ解析と理解を助けることで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載のグラフ表示装置は、データセット
を記憶するデータセット記憶手段（例えば、図３のＣＰ
Ｕ１１０、ＲＡＭ１２０、データ登録プログラム１３
３）と、前記データセット内の各データに対応づけて画
像を記憶する画像記憶手段（例えば、図３のＣＰＵ１１
０、ＲＡＭ１２０、データ登録プログラム１３３）と、
前記データセット内の各データに基づいてグラフを描画
するグラフ描画手段（例えば、図３のＣＰＵ１１０、表
示駆動回路１６０、表示部１６２、グラフ描画プログラ
ム１３４）と、前記グラフ描画手段により描画されてい
るグラフの基のデータに対応づけられた画像を表示する
画像表示手段（例えば、図３のＣＰＵ１１０、表示駆動
回路１６０、表示部１６２、グラフ描画プログラム１３
４）と、を備えることを特徴とする。

【０００７】請求項６記載のプログラム（例えば、図３
のシステムプログラム１３１、データ登録プログラム１
３３、グラフ描画プログラム１３４）は、コンピュータ
に、データセットを記憶するデータセット記憶機能（例
えば、図３のＣＰＵ１１０、ＲＡＭ１２０、図６のＳ６
１８）と、前記データセット内の各データに対応づけて
画像を記憶する画像記憶機能（例えば、図３のＣＰＵ１
１０、ＲＡＭ１２０、図７のＳ６２８）と、前記データ
セット内の各データに基づいてグラフを描画するグラフ
描画機能（例えば、図３のＣＰＵ１１０、表示駆動回路
１６０、表示部１６２、図８のＳ７０８からＳ７１０）
と、前記グラフ描画手段により描画されているグラフの
基のデータに対応づけられた画像を表示する画像表示機
能（例えば、図３の表示駆動回路１６０、表示部１６
２、図８のＳ７１２からＳ７１４）と、を実現させるこ
とを特徴とする。

【０００８】データセットとは、一つ以上のフィールド
（項目）からなるレコードが一件以上集まったもの、ま
たは各フィールドを成分とした２次元配列（行列）で構
成されたのデータの集まりである。そして、グラフ描画
するとは、前記データセットに格納された各データ値
を、フィールドを軸成分とした２次元平面や３次元平面
にプロットし、データの変化度合いやフィールド間のデ
ータの相関度合いを視覚化することである。具体的に
は、例えば、折線グラフ、棒グラフ、帯グラフ、ファン
チャートなどとして描画することである。

【０００９】請求項１又は６記載の発明によれば、デー
タセット記憶手段によって、対象となるデータセット
（データの集まり）が記憶され、画像記憶手段によって
データセット内の各データに対応づけられた画像が記憶
されている。そして、データセットに格納された各デー
タ値に基づいてグラフを描画するとともに、描画された
点の基になったデータセット内のデータに対応して前記
画像を表示する。

【００１０】画像の対応づけとしては、例えば、データ
セットの１フィールド（項目）として画像データ或いは
画像データのファイル名などの識別情報を格納すること
で、同一レコードを構成する他のフィールドと対応付け
られる。データセットが行列構成である場合、フィール
ドを列成分とすれば同一行に該当するフィールドの各デ
ータと画像が対応づけられる。或いは、連続して撮影さ
れた複数の画像にレコードの番号等を付与して記憶する
など、種々の方法が適用できる。画像は静止画であって
も良いし、撮影の時間間隔が小さい（例えば、１／６０
ｓｅｃの倍数）場合は便宜上動画として記憶され、識別
番号として該当するフレーム番号を利用するとしても良
い。

【００１１】画像の表示方法は、例えば、静止画像の場
合、時系列での配列や、所定位置での連続的な表示と画
像切換の繰り返しによる簡略的な動画表示（所謂パラパ
ラ動画）、複数画像の合成による連続写真表示など、グ
ラフ表示装置の処理能力や表示能力或いは用途に応じて
適宜設定する。また、画像の記憶方法は、装置の表示能
力に応じて、記憶時に適宜画像データの圧縮、表示色数
やコントラストなどの表示形態の変更、などを実施して
も構わない。

【００１２】このように、データをグラフ描画するとと
もに、適宜データに対応する画像を表示することによっ
て、ユーザは両者を並べて見ることで、グラフと実際の
現象をより直接的に理解することができる。例えば、画
像として物理実験の様子を撮影するならば、ユーザはデ
ータのグラフ化（視覚化）とともに実験時の様子を見比
べることができ、データの意味をさらに良く理解するこ
とができる。

【００１３】また、請求項２記載の発明のように、請求
項１に記載のグラフ表示装置において、更に、前記グラ
フ描画手段により描画されているグラフ上の一点を指定
する指定手段（例えば、図３のＣＰＵ１１０、操作入力
部１４０）を備え、前記画像表示手段が、当該指定され
た点に対する画像を表示するとしても良い。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、請求項１と
同様の効果を奏するとともに、グラフ表示装置は、ユー
ザがグラフ描画されているデータの点の何れかを指定す
ると、指定された点の基のデータに対応付けられた画像
を表示する。

【００１５】従って、例えば、先の物理の実験を例にす
ると、グラフ上の特定の変化点や特徴点を指定するなら
ば、その瞬間、実際にどのような現象が起きているの
か、どういう状態にあるのかをより直接的に理解するこ
とができる。

【００１６】請求項３記載の発明のように、請求項２に
記載のグラフ表示装置において、前記指定手段が、前記
グラフ描画手段により描画されているグラフ上をトレー
スするとともに、当該トレース位置を点として指定する
ことを特徴としても良い。

【００１７】トレースとは、グラフとしてプロットされ
たデータの点を、選択操作にしたがって順次選択する機
能である。具体的には、例えば、トレースが実行される
と、グラフ上にポインタが表示され、グラフ表示装置に
備えられた上下移動キーや左右移動キーの押下によっ
て、ポインタが押下されたキーに従ってグラフ上を移動
し、先にポイントされていた点の、前後の点を順次選択
する。或いは、グラフの基になったデータを表の形式で
表示し、表から該当するデータのレコードの行番号を入
力して選択する、マウスやトラックパッドによってグラ
フ上の点を選択する、などの方法で実現される。

【００１８】請求項３記載の発明によれば、請求項２と
同様の効果を奏するとともに、トレースにしたがって、
トレース点の基のデータに対応した画像が表示される。
従って、ユーザは適宜注視したいグラフの個所をトレー
スすることで、詳しくデータの変化度合いと、そのとき
の様子（画像）を見比べ、理解を深めることができる。

【００１９】また、請求項４記載の発明のように、請求
項２に記載のグラフ表示装置において、更に、表示画面
への物体の接触を検知し接触位置を求める位置検出手段
（例えば、図３の位置検出回路１５０、タブレット１５
２）を備え、前記指定手段が、前記接触位置に前記点と
して指定するとしても良い。

【００２０】物体の接触によるグラフのデータ点の指定
とは、表示画面上に半透明状のタブレットが備えられ、
人指や専用のペンで、表示画面上からグラフに触れるよ
うにして点を指定することである。タブレットは、一定
の面積を持った平面状の入力盤を備えた入力手段であ
り、感圧式や磁気検出等の方法によって物体が接触した
位置の座標を検出して座標信号を出力する。

【００２１】請求項４記載の発明によれば、ユーザが、
グラフ上の指定したい点を表示画面上から直接触れる
と、グラフ表示装置は、接触位置を求め該接触位置とデ
ータセットに記憶されている検知データを参照して、接
触位置に最も近くにプロットされたデータを指定された
ものとする。従って、請求項２と同様の効果を奏すると
ともに、マウスやトラックパットなどのように配置スペ
ースを必要とせずに、より感覚的で容易にグラフ上のデ
ータを指定可能となり、指定操作に伴うユーザの思考や
理解の中断を軽減する効果がある。

【００２２】また、請求項５記載の発明のように、請求
項１に記載のグラフ表示装置において、更に、センサの
制御とセンサによる検知データの取得を行うセンサ制御
手段（例えば、図３のＣＰＵ１１０、ＲＡＭ１２０、ド
ライバプログラム１３２）と、画像撮影手段の制御と撮
影された画像データの取得を行う撮影装置制御手段（例
えば、図３のＣＰＵ１１０、ＲＡＭ１２０、ドライバプ
ログラム１３２）と、センサに対するデータ検知の指示
と画像撮影手段に対する画像撮影の指示を同期して指示
するための同期指示制御手段（例えば、図３のＣＰＵ１
１０、ドライバプログラム１３２、データ登録プログラ
ム１３３）と、センサから取得した検知データを前記デ
ータセットに登録するデータ登録手段（例えば、図３の
ＣＰＵ１１０、ＲＡＭ１２０、データ登録プログラム１
３３）と、画像撮影手段から取得した画像を検知データ
と対応付けて前記画像記憶手段に登録する画像登録手段
（例えば、図３のＣＰＵ１１０、ＲＡＭ１２０、データ
登録プログラム１３３）と、を、備えるとしても良い。

【００２３】センサとは、物理量を検知・測定可能な素
子や装置であって、例えば、速度センサ、位置センサ、
温度センサ、圧力センサなど公知のセンサである。セン
サの制御手段としては、例えば、センサへの電源の供
給、キャリブレーション、測定タイミングの指示、測定
データのフィルタリング、測定データの記憶などの測定
に係る種々の機能を制御可能な回路やプログラムや素子
が該当する。

【００２４】画像撮影手段とは、画像データを取得可能
な素子や装置であって、例えば、ＣＣＤ素子、赤外線カ
メラ、ビデオカメラ、デジタルカメラなどである。撮影
手段装置制御手段とは、例えば、電源の供給、撮影タイ
ミングの指示、画像データの記憶など、種々の機能を制
御可能な回路やプログラム及び素子が該当する。

【００２５】請求項５記載の発明によれば、請求項１と
同様の効果を奏するとともに、グラフ表示装置は、セン
サと画像撮影手段を制御し、検知（測定）のタイミング
と撮影のタイミングを同期して制御（指示）する。検知
と撮影が同期することによって、検知データと画像デー
タの対応づけを容易にし、グラフ描画とともに画像を表
示することができる。従って、ユーザがデータと実際の
事象の関連を理解するのを助けることができる。

【００２６】尚、グラフ表示装置に備えられる各制御手
段の構成は、センサや撮影手段側のスペック、用途、要
求精度などに応じて適宜選択して構わない。

【００２７】

【発明の実施の形態】〔第１の実施の形態〕以下、図１
〜図５を参照して、本発明を適用した第１の実施の形態
を詳細に説明する。本実施の形態は、グラフ表示装置を
所謂関数電卓に適用した場合を例とするが、本発明の適
用はこれに限らず、例えば、サブノートパソコン、ＰＤ
Ａ、多機能携帯電話機、測定器などの他の電子計算装置
に適用しても良い。

【００２８】図１は、本実施の形態における外観の一例
を示した図である。同図に示すように、グラフ表示装置
１２００は、演算処理によってグラフ表示装置１２００
全体の制御を司る演算部１２０２と、数値や演算操作及
びメニュー画面における選択操作の入力を行う操作入力
キー１２０４と、入力された数値や演算結果を表示する
ＬＣＤ１２０６と、データ送受信可能なケーブルＣ１、
Ｃ２との接続端子１２０８と、内蔵電池等の電源（図示
省略）を備え、例えば、金属や樹脂によってカード形状
にケーシングされている。

【００２９】操作入力キー１２０４は、数字、四則演
算、所定の関数計算、メニュー画面の選択などの入力を
行う。操作入力キー１２０４には、上下左右移動キー１
２０５が備えられ、例えば、メニュー画面等における隣
接する選択要素間の上下左右移動や、トレースの実行時
に指定するグラフ上の点の移動を、入力することができ
る。

【００３０】ＬＣＤ１２０６は、ドットによって文字や
図形の描画や画像を表示可能な素子あって、単数又は複
数の素子を組み合わせによって構成される。表示画面内
には、リストエリア１２０６ａ、グラフエリア１２０６
ｂ、画像エリア１２０６ｃ、を備える。

【００３１】リストエリア１２０６ａには、グラフ描画
の対象となるデータセットの内容が表の形式で表示され
る。グラフエリア１２０６ｂには、データセット内の各
データに基づいたグラフが描画される。画像エリア１２
０６ｃには、グラフに描画された点の基のデータに対応
した画像が表示される。画面レイアウトは、図１の例に
限定されず、適宜配置場所や大きさを変更して構わな
い。また、ＬＣＤ１２０６が小さい場合は、操作入力キ
ー１２０４から所定の入力によって各エリアを切り替え
るものとしても良い。

【００３２】また、ＬＣＤ１２０６の表示面上には、タ
ブレット（図示略）が備えられ、人指や専用ペン等の物
体の接触位置を演算部１２０２に出力する。具体的に
は、例えば、ペンタブレット、タッチパネル等の公知の
技術によって実現され、操作入力キー１２０４とともに
グラフ表示装置１２００への操作入力手段として機能
し、ＬＣＤ１２０６の画面表示を見て、画面に直接触れ
ることによって画面上の位置を指定することができる。

【００３３】接続端子１２０８は、外部のセンサ等と信
号の送受信時に利用されるケーブルのコネクタを接続可
能な端子、例えば、ＲＣＡピンジャック、ＢＮＣ、ＵＳ
Ｂ、ミニＤＩＮなどの種々の形式が適宜選択される。図
１の例では有線接続の例を示しているがこれに限らず、
例えば、赤外線等の無線を利用してデータの送受を実現
しても良い。この場合には、接続端子１２０８は無線の
送受信モジュール及び無線受信端子に該当する。また、
外部のセンサ等を直接接続せずに、信号の送受信に通信
回線を利用する場合は、接続端子１２０８は、適宜通信
回線に接続可能なデータ変換装置（例えば、ＰＨＳモジ
ュール、モデム、Ａ／Ｄ変換器など）を含むとしても良
い。

【００３４】図２は、グラフ表示装置１２００を利用し
て振り子の実験を測定する場合の実用形態の一例を示す
図である。同図に示すように、例えば、グラフ表示装置
１２００と、実験装置１２３０と、画像撮影装置１２４
０と、センサ１２５０と、を備え、振り子の周期運動や
振幅の減衰の測定を行う。

【００３５】グラフ表示装置１２００と、画像撮影装置
１２４０及びセンサ１２５０とは、データの送受信が可
能に構成される。図１では、ケーブルＣ１、Ｃ２によっ
て接続されているように示しているがこれに限らず、前
述の如く、例えば、赤外線通信や近距離無線技術などに
よって無線接続されていても構わない。

【００３６】画像撮影装置１２４０は、実験装置１２３
０による運動の様子を画像撮影・記憶が可能な装置であ
って、グラフ表示装置１２００からの撮影実行を指示す
る制御信号（以下、トリガー信号と言う）を受けて、画
像を撮影して記憶する。具体的には、例えば、ＣＣＤカ
メラ、赤外線カメラ、ＴＶカメラ、ビデオカメラ、デジ
タルカメラなどによって実現できる。そして、画像撮影
装置１２４０は、測定終了後にグラフ表示装置１２００
に送信する。尚、画像データの形態は、静止画を基本と
するが、測定の時間間隔が短い場合（例えば、１／６０
ｓｅｃ程度）では動画としても構わないのは勿論であ
る。

【００３７】センサ１２５０は、実験装置１２３０の振
り子の運動状態を検知・測定するセンサであって、例え
ば、距離センサや速度センサであるが、その測定原理は
適宜選択して構わない。そして、センサ１２５０の測定
データは、グラフ表示装置１２００に出力され記憶され
る。

【００３８】グラフ表示装置１２００は、センサ１２５
０からの測定データと画像撮影装置１２４０からの画像
データを対応づけて、行列で構成された表形式のデータ
セットとして記憶する。そして、測定データに基づいて
グラフを描画するとともに、該測定データに対応づけら
れた画像データを表示する。表示するグラフの種類は、
測定する内容やデータの数、次元等によって適宜設定さ
れる。

【００３９】尚、測定対象や測定内容に応じて、実験装
置１２３０及びセンサ１２５０並びに画像撮影装置１２
４０の種類や数が適宜設定されるのは勿論である。

【００４０】次に、機能の構成を説明する。図３は、本
実施の形態の機能構成を示すブロック図である。同図に
示すように、グラフ表示装置１２００は、ＣＰＵ１１０
を中心に、ＲＡＭ１２０、ＲＯＭ１３０、操作入力部１
４０、位置検出回路１５０、表示駆動回路１６０、記憶
媒体読み取り部１７０、伝送制御部１８０と、がデータ
の送受可能に接続されている。

【００４１】位置検出回路１５０には、タブレット１５
２が接続され、タブレット１５２を人指或いは専用ペン
などで触れると、位置検出回路１５０がその接触位置の
座標をＣＰＵ１１０に入力する。表示駆動回路１６０に
は、表示部１６２が接続され、メニュー画面・文字・グ
ラフ・画像等を表示する。表示部１６２は、図１の例で
は、ＬＣＤ１２０６に相当し、例えば、ＬＣＤ、ＥＬ、
ＣＲＴ、ＰＤＰなどの画面表示可能な素子によって実現
される。

【００４２】また、グラフ表示装置１２００は、外部要
素である画像撮影装置１２４０と、センサ１２５０と、
記憶媒体１７２と、通信回線１８２と、がデータの送受
可能に接続されている。

【００４３】ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１３０に記憶され
ているシステムプログラム１３１等に従って、各構成要
素を統一的に制御することにより、電卓及びグラフ表示
装置１２００としての機能を実現する。

【００４４】本実施の形態では、特に、ドライバプログ
ラム１３２に従って画像撮影装置１２４０及びセンサ１
２５０とデータ送受可能に接続し、測定及び撮影のタイ
ミングの指示、測定データや画像データの受信などを実
現する。そして、データ登録プログラム１３３に従っ
て、測定データ及び画像データを対応づけてデータセッ
ト１２２に登録し、グラフ描画プログラム１３４に従っ
て、表示部１６２にグラフを描画するとともに画像を表
示させる。また、測定開始からの時間経過のカウントを
行って、測定に係る時間の管理を行う。

【００４５】尚、画像撮影装置１２４０を既存のデジタ
ルカメラなどの機器を使用する場合は、ドライバプログ
ラム１３２には、専用の通信プロトコルや制御プログラ
ムやデータが記憶されていて、適宜読出して実行するも
のとする。

【００４６】ＲＡＭ１２０は、ＣＰＵ１１０の作業領域
として、プログラムやデータの一時的な記憶を担い、プ
ログラム展開や作業データの記憶がされるワーク領域
（図示略）のほか、特に、データセット１２２と、画像
撮影装置１２４０からの画像データを格納する画像デー
タ１２４と、測定開始からの時間経過を記憶する計時カ
ウンタ１２６と、を含む。尚、データ類の圧縮処理の有
無は、適宜設定して構わない。その場合は、圧縮・解凍
処理をＣＰＵ１１０で実行するとしても良い。

【００４７】データセット１２２は、例えば、図４に示
すように、一つ以上のフィールド（項目）からなるレコ
ードが、一件以上集まったデータの集まりである。フィ
ールドとしては、例えば、ＬＩＳＴ１に測定時間経過
（単位；ｓｅｃ）、ＬＩＳＴ２にセンサ１２５０からの
測定データ（速度）、ＬＩＳＴ３に対応する画像データ
の識別情報が格納されている。行列構成でとらえるなら
ば、行数はデータセット１２２を構成するレコードの件
数、列数はフィールドの数に相当し、行数・列数は適宜
設定して構わないのは勿論である。尚、本実施の形態の
説明においては、レコードまたは同一行に該当し、互い
に対応づけられた各フィールドのデータの集まりを、以
下「指定行のリストデータ」と称して説明する。

【００４８】画像データ１２４は、例えば、図５に示す
ように、測定対象（本実施の形態では、図２における実
験装置１２３０）の測定中の様子を撮影した画像が、識
別情報（例えば、ファイル番号やフレーム番号など）が
付与されて格納されている。尚、記憶領域が十分確保さ
れる場合には、ＬＩＳＴ３に直接画像データ１２４を格
納しても構わないのは勿論である。

【００４９】記憶媒体１７２は、例えば、ＩＣメモリカ
ード、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＦＤ（登録商標。以下
(R)と記す）などであって、記憶媒体読み取り部１７０
を介してＣＰＵ１１０にデータの読み書き可能に接続さ
れ、プログラムやデータを格納する。例えば、複数の測
定を実行しＲＡＭ１２０のみでは、十分にデータセット
を記憶できない場合には、適宜ＲＡＭ１２０に格納され
たデータセット１２２と画像データ１２４とを、記憶媒
体１７２に移して対応する。また、前述のＲＯＭ１３０
に格納されたプログラム等を記憶媒体１７２に格納し、
読出し実行するとしても良いのは勿論である。

【００５０】伝送制御部１８０は、外部要素である通信
回線１８２を介して他の装置とデータの送受を可能にす
る手段であって、例えば、カード型のＰＨＳ通信モジュ
ール、モデム、ターミナルアダプタなどである。そし
て、例えば、データセット１２２や画像データ１２４を
通信回線１８２を介して別の装置に記憶や送受信した
り、別の装置予め記憶されたデータセット１２２や画像
データ１２４を参照又は配信を受けることができる。

【００５１】ＲＯＭ１３０及びＲＡＭ１２０に記憶され
たプログラムやデータ等は、その一部若しくは全部を、
サーバやクライアント等の外部機器から、ネットワーク
等の通信回線１８２を介して伝送制御部１８０から受信
して記憶する構成にしても良い。また、ＲＡＭ１２０は
ネットワーク上に構築されたサーバの記録媒体であって
も良い。更に、上記プログラムを、通信回線１８２を介
してサーバやクライアントへ伝送してこれらの機器にイ
ンストールする様に構成しても良い。

【００５２】次に、図６〜図１０を参照して、グラフ表
示装置１２００の動作について説明する。尚、電卓とし
ての数式や数値の表示、四則演算処理等の処理に関する
動作は公知であるので、ここでの詳細な説明は省略し、
本発明に係る画像と連動したグラフ描画の処理について
のみ説明する。

【００５３】図６と図７は、データ登録処理の動作を説
明するためのフローチャートである。本実施の形態で
は、図４に示したデータセット１２２に従ってデータを
登録するものとして説明するが、実験や測定の内容に応
じて、予めデータセット１２２に含まれるフィールド数
（列数）等を設定する処理を適宜実施しても良い。

【００５４】図６に示すように、先ず、ＣＰＵ１１０
は、データの測定タイミングを設定する(ステップＳ６
０２）。具体的には、図４に示したデータセット１２２
のＬＩＳＴ１に該当する測定時間を登録する。設定方法
としては、例えば、公知のごとくメニュー画面を表示し
て、画像撮影装置１２４０及びセンサ１２５０の測定及
び撮影のタイミングに係る時間間隔と回数を入力させ
る、或いは予め設定されている中から適当なものを選択
させる、などの方法で実現できる。

【００５５】次に、ＣＰＵ１１０は、表示部１６２に、
実験装置１２３０と画像撮影装置１２４０、及びセンサ
１２５０がセットされているか確認のメッセージを文字
や図、アイコン等で表示する(ステップＳ６０４）。

【００５６】ここで、ユーザは準備が整ったならば、操
作入力キー１２０４の所定のキー（例えば、ＥＸＥキ
ー)を押下すると、ＣＰＵ１１０は、該操作入力キー１
２０４が押下されたことを検知して測定を開始し、計時
カウンタ１２６をカウントさせる(ステップＳ６０
６）。

【００５７】測定を開始すると、ＣＰＵ１１０は、先
ず、データセット１２２の先頭行のリストデータを指定
し(ステップＳ６０８）、計時カウンタ１２６の値が、
ＬＩＳＴ１の測定タイミングと合致するまでカウントを
繰り返す(ステップＳ６１０のＮＯ）。

【００５８】測定タイミングになったならば(ステップ
Ｓ６１０のＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０はセンサ１２５０に
測定実行のトリガー信号を、画像撮影装置１２４０には
撮影実行のトリガー信号を同期出力する(ステップＳ６
１４）。両トリガー信号は、同期して出力されるものと
するが、出力の時間差が測定の時間間隔に比べて十分小
さい場合には、逐次出力するとしても良い。

【００５９】センサ１２５０は、トリガー信号に従って
測定を実施する。ＣＰＵ１１０は、センサ１２５０から
測定データを取得し（ステップＳ６１６）、先頭行のリ
ストデータにおけるＬＩＳＴ２に記憶する（ステップＳ
６１８）。画像撮影装置１２４０では、撮影された画像
はデータとして該装置内に記憶される。

【００６０】測定データを記憶したならば、図７におい
て、ＣＰＵ１１０は、データセット１２２の次行のリス
トデータが有れば(ステップＳ６２０のＹＥＳ）、次行
のリストデータを指定し(ステップＳ６２２）、測定タ
イミングまでカウントする(ステップＳ６１０）。

【００６１】データセット１２２の次行のリストデータ
が無ければ(ステップＳ６２０のＮＯ）、ＣＰＵ１１０
は、画像撮影装置１２４０に対して、撮影した画像デー
タの送信要求の制御信号を出力する(ステップＳ６２
４）。

【００６２】ＣＰＵ１１０は、画像撮影装置１２４０内
部に記憶されていた画像データを受信して、画像データ
１２４に記憶する(ステップＳ６２６）。このとき、画
像データ１２４に付与されるファイル名やフレーム番号
などの識別情報を、データセット１２２のＬＩＳＴ３に
順次格納し、測定データと画像データとを対応付けて
(ステップＳ６２８）、データ登録処理を終了する。

【００６３】次に、図８〜図１０を参照して、データセ
ット１２２に基づいてグラフ描画と画像表示とを実行す
るグラフ描画処理について説明する。

【００６４】図８に示すように、まずＣＰＵ１１０は、
ユーザにグラフ描画するデータセット１２２を選択させ
る(ステップＳ７０２）。具体的には、例えば、表示部
１６２に、ＲＡＭ１２０に記憶されているデータセット
１２２の一覧を表示して、操作入力部１４０又はタブレ
ット１５２からの入力を促し選択させる。ユーザはグラ
フ描画させたいデータセットを選択操作する。選択され
たデータセット１２２は、表形式でリストエリア１２０
６ａに表示される。

【００６５】データセット１２２が選択されたならば、
ＣＰＵ１１０は、リストに画像が対応づけられている
か、即ちフィールド（ＬＩＳＴ１〜３）に画像データ１
２４の識別情報が含まれているか判断し、含まれていな
い場合には、通常の（従来の）グラフ描画処理を実行す
る(ステップＳ７０４のＮＯ）。

【００６６】一方、識別情報が含まれている場合には
(ステップＳ７０４のＹＥＳ）、当該データセット１２
２の先頭行のリストデータを描画の対象として指定する
(ステップＳ７０６）。

【００６７】次に、ＣＰＵ１１０は、指定行のリストデ
ータにおけるＬＩＳＴ１及びＬＩＳＴ２に格納されてい
るデータを、グラフエリア１２０６ｂにおいてＸＹ座標
軸にプロットする(ステップＳ７０８）。そして、前回
のプロット座標に連結して線を描画する(ステップＳ７
１０）。先頭行が指定されている場合は、勿論線の描画
はされない。尚、データのプロットに関する処理は公知
であるので詳細な説明は省略する。

【００６８】次に、ＣＵＰ１１０は、指定行のリストデ
ータにおけるＬＩＳＴ３に格納された識別番号を参照し
て、対応する画像データ１２４を読出し(ステップＳ７
１２）、画像エリア１２０６ｃに画像を表示する(ステ
ップＳ７１４）。ここで、例えば、１ｓｅｃ程度一時停
止して、データと画像をしっかり認識させる(ステップ
Ｓ７１６）。

【００６９】そして、データセット１２２を参照し、次
行のリストデータが有る場合は(ステップＳ７１８のＹ
ＥＳ）、次行のリストデータを描画対象に指定して(ス
テップＳ７２０）、再びグラフへの描画に移る（ステッ
プＳＳ７０８）。次行のリストデータが無い場合は測定
データのプロットを終了する(ステップＳ７１８のＮ
Ｏ）。

【００７０】プロット終了後は、例えば図１に示したよ
うな表示画面となる。このように、測定データに基づい
てグラフを描画するとともに、測定時の様子を撮影した
画像を表示することによって、人間の記憶に頼ることな
く確実に測定データと現象との関連付けがなされ、より
データの意味の理解を助けることができる。

【００７１】測定データのプロットが終了したならば、
ＣＰＵ１１０は、入力検知に移り、グラフを基本とした
種々のデータ参照に備える（ステップＳ７２２）。

【００７２】図９に示すように、タブレット１５２から
の入力が有る場合は(ステップＳ７２４）、ＣＰＵ１１
０は、タブレット１５２で指定された接触位置に最も近
くにプロットされたグラフ上のデータの点を指定し、ポ
インタを表示する(ステップＳ７３０）。すると指定さ
れたグラフ上のデータの点を点滅表示させ、リストエリ
ア１２０６ａに表示されたデータセット１２２の、指定
した点の基のデータを含む行を点滅表示させる(ステッ
プＳ７３２）。

【００７３】次に、ＣＰＵ１１０は、指定した行のリス
トデータにおけるＬＩＳＴ３から識別情報を取得して該
データ点に対応した画像データ１２４を読出す(ステッ
プＳ７３４）。そして、画像エリア１２０６ｃに当該画
像を表示させ、次の入力検知に移る(ステップＳ７３
６）。タブレット１５２によって、グラフ上の別の位置
が検知されたら、同様に該当する位置の点にポインタを
移動させて、対応する画像を表示する。

【００７４】図１０は、タブレットによる指定の様子の
一例を示す図である。同図に示すように、ＬＣＤ１２０
６のグラフエリア１２０６ｂには振り子の速度を表すグ
ラフが表示され、ユーザはペンＰなどで見たいデータの
場所をタッチする。タッチされた位置に最も近いグラフ
上のデータの点にポインタが表示され（図１０では、十
字マークを付与している）、該点に対応づけられた画像
が、画像エリア１２０６ｃに表示される。図１０（ａ）
の例では、画像の上部に「ＰＩＣＴ５」と表示されて５
枚目の画像が表示されていることを表している。

【００７５】次に図９を参照して、トレース機能につい
て説明する。同図において、ＣＰＵ１１０は、入力検知
において所定の操作入力キー１２０４が押下されたなら
ばトレース機能が選択されたと判断する（ステップＳ７
４０）。

【００７６】トレ−ス機能では、ＣＰＵ１１０は、先
ず、先頭のグラフ上の点を指定しその点を点滅表示させ
（ステップＳ７４２）、リストエリア１２０６ａに表示
されたデータセット１２２の、指定された点の基のデー
タを含む行を点滅表示させる(ステップＳ７４４）。

【００７７】次に、データセット１２２から、指定され
た行のＬＩＳＴ３に格納された識別番号をもとに、画像
データ１２４を読出し（ステップＳ７４６）、画像エリ
ア１２０６ｃに画像を表示する（ステップＳ７４８）。

【００７８】ユーザは、移動キー１２０５を押してトレ
ース位置を移動させる。トレース機能が移動されたなら
ば、移動先のデータの点にポインタを移動しその点を点
滅表示させ（ステップＳ７５０のＹＥＳ）、リストエリ
ア１２０６ａに表示されたデータセット１２２の移動先
の行を点滅表示する（ステップＳ７５２）。そして、対
応した画像を表示する。

【００７９】トレース機能は、移動キー１２０５を押し
てトレース位置を移動させず（ステップＳ７５０のＮ
Ｏ）、所定の操作入力キー１２０４（例えば、ＥＸＩＴ
キー）が押下されたならばトレース機能は中断する（ス
テップＳ７５４）。

【００８０】さらに、所定の操作入力キー１２０４（例
えば、ＥＸＩＴキー）が押下されたならばグラフ描画処
理は終了する（ステップＳ７５６のＹＥＳ）。

【００８１】〔第２の実施の形態〕次に、図１１と図１
２を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明
する。本実施の形態では、データ収集装置を利用する場
合の一例を説明する。尚、本実施の形態においては、第
１の実施の形態と同様の構成要素には、同じ符号を付与
しその説明を省略する。また、グラフ描画処理に関して
は、第１の実施の形態と同様であるため、ここでの説明
は省略する。

【００８２】図１１は、振り子の実験を測定する際に、
データ収集装置を利用する場合の実用形態の一例を示す
図である。同図に示すように、例えば、グラフ表示装置
１２００と、実験装置１２３０と、画像撮影装置１２４
０と、センサ１２５０と、を備え、さらにセンサ１２５
０の測定データを収集・記憶するデータ収集装置１２８
０を備える。

【００８３】データ収集装置１２８０は、センサ１２５
０への電力供給やセンサの制御、及び測定データのフィ
ルタリング等の演算処理、記憶などが可能な装置であっ
て、グラフ表示装置１２００とケーブルＣ２データ送受
信可能に接続されている。そして、グラフ表示装置１２
００からのトリガー信号を受けると測定を実行し、測定
データを記憶する。グラフ表示装置１２００で、グラフ
表示する場合は、別途データ収集装置１２８０より記憶
されているデータを読み出して利用する。

【００８４】また、データ収集装置１２８０が、ＣＣＤ
素子やＣＣＤカメラなどに直接接続されて画像データも
記憶することができる場合には、データ収集装置１２８
０と画像撮影装置１２４０が同一であっても良いし、グ
ラフ描画時に測定データと画像データともに、データ収
集装置１２８０からデータを読み出すとしても良い。

【００８５】尚、ＲＯＭ１３０にデータ収集装置１２８
０とのデータの送受に必要なプログラムやデータが適宜
記憶され、ＣＰＵ１１０によって読み出され実行される
のは勿論である。

【００８６】図１２は、データ登録処理の動作を説明す
るためのフローチャートである。同図に示すように、先
ず、ＣＰＵ１１０は、第１の実施の形態と同様にデータ
の測定タイミングを設定する(ステップＳ８０２）。

【００８７】次に、ＣＰＵ１１０は、表示部１６２に、
実験装置１２３０と画像撮影装置１２４０、及びセンサ
１２５０がセットされているか確認のメッセージを文字
や図で表示する(ステップＳ８０４）。

【００８８】ここで、ユーザは準備が整ったならば、操
作入力キー１２０４の所定のキー（例えば、ＥＮＴＥＲ
キー)を押下すると、ＣＰＵ１１０は、該操作入力キー
１２０４が押下されたことを検知して測定を開始し、計
時カウンタ１２６をカウントさせる(ステップＳ８０
６）。

【００８９】測定を開始すると、ＣＰＵ１１０は、先
ず、データセット１２２の先頭行のＬＩＳＴデータを指
定し(ステップＳ８０８）、計時カウンタ１２６の値
が、ＬＩＳＴ１の測定タイミングと合致するまでカウン
トを繰り返す(ステップＳ８１０のＮＯ）。

【００９０】測定タイミングになったならば(ステップ
Ｓ８１０のＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０はセンサ１２５０に
トリガー信号を出力し、画像撮影装置１２４０には、撮
影実行の制御信号を出力する(ステップＳ８１４）。両
トリガー信号は、同期して出力されるものとするが、出
力の時間差が測定の時間間隔に比べて十分小さい場合に
は、逐次出力するとしても良い。

【００９１】センサ１２５０が、前記制御信号に従って
測定し、測定したデータは、データ収集装置１２８０に
逐次記憶される。画像撮影装置１２４０では、撮影され
た画像はデータとして一時的に装置内に記憶される。

【００９２】ＣＰＵ１１０は、データセット１２２に次
行のリストデータが有れば(ステップＳ８１６のＹＥ
Ｓ）、次行のリストデータを指定し(ステップＳ８１
８）測定・撮影を繰り返す。

【００９３】測定が終了したならば(ステップＳ８１６
のＮＯ）、ＣＰＵ１１０は、データ収集装置１２８０に
対して測定データの送信要求の制御信号を出力する（ス
テップＳ８２０）。受信した測定データは、順次データ
セット１２２のＬＩＳＴ２に順次登録される（ステップ
Ｓ８２２）。

【００９４】同様に、画像撮影装置１２４０に対して、
撮影した画像データの送信要求の制御信号を出力する
(ステップＳ８２４）。受信した画像データは、画像デ
ータ１２４に記憶する(ステップＳ８２６）。このと
き、画像データ１２４に付与される識別情報を、データ
セット１２２のＬＩＳＴ３に順次登録し、測定データと
画像を対応付ける、データ登録処理を終了する。(ステ
ップＳ８２８）

【００９５】第２の実施の形態によれば、グラフ表示装
置１２００は、測定または撮影のタイミングを同期させ
るトリガー信号を発し、グラフ表示に必要な情報をデー
タ収集装置１２８０及び画像撮影装置１２４０から読み
出せば良いので、より安価により小型にすることができ
るメリットがある。

【００９６】

【発明の効果】請求項１又は６記載の発明によれば、デ
ータセット記憶手段によって、対象となるデータセット
（データの集まり）が記憶され、画像記憶手段によって
データセット内の各データに対応づけられた画像が記憶
されている。そして、データセットに格納された各デー
タ値に基づいてグラフが描画されるとともに、描画され
た点の基になったデータセット内のデータに対応して、
前記画像が表示される。グラフと対応した画像が表示さ
れることによって、ユーザは両者を並べて見ることで、
グラフと実際の現象をより直接的に理解することができ
る。

【００９７】請求項２記載の発明によれば、請求項１と
同様の効果を奏するとともに、グラフ表示装置は、ユー
ザがグラフ描画されているデータの点の何れかを指定す
ると、指定されたデータに対応付けられた画像を表示す
る。従って、例えば、先の物理の実験を例にすると、グ
ラフ上の特定の変化点や特徴点を指定するならば、その
瞬間の実際にどのような現象が起きているのか、どう言
う状態にあるのかをより直接的に理解することができ
る。

【００９８】更に、請求項３記載の発明によれば、請求
項２と同様の効果を奏するとともに、トレースにしたが
って、トレース点の基のデータに対応した画像が表示さ
れる。従って、ユーザは適宜注視したいグラフの個所を
トレースすることで、詳しくデータの変化度合いとその
ときの様子（画像）を見比べ、理解を深めることができ
る。

【００９９】また、請求項４記載の発明によれば、ユー
ザが、グラフ上の指定したい点を表示画面上から直接触
れると、グラフ表示装置は、接触位置を求め該接触位置
とデータセットに記憶されている検知データを参照し
て、接触位置に最も近くにプロットされたデータを指定
されたものとする。従って、請求項２と同様の効果を奏
するとともに、マウスやトラックバッドなどのように配
置スペースを必要とせずに、より感覚的で容易にグラフ
上のデータを指定可能となり、指定操作に伴うユーザの
思考や理解の中断を軽減する効果がある。

【０１００】そして、請求項５記載の発明によれば、請
求項１と同様の効果を奏するとともに、グラフ表示装置
は、センサと画像撮影手段を制御し、特に検知と撮影を
同期して制御（指示）する。検知と撮影が同期すること
によって、検知データと画像データの対応づけを容易に
し、グラフ描画とともに画像を表示することができる。
従って、ユーザがデータと実際の事象の関連を理解する
のを助けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】グラフ表示装置の外観の一例を示す図。

【図２】振り子の実験を測定する場合の実用形態の一例
を示す図。

【図３】機能構成を示すブロック図。

【図４】データセットのデータ構成の一例を示す図。

【図５】画像データの一例を示す図。

【図６】データ登録処理の動作を説明するためのフロー
チャート。

【図７】図６に続くフローチャート。

【図８】グラフ描画処理の動作を説明するためのフロー
チャート。

【図９】図８に続くフローチャート。

【図１０】タブレットによるデータ点を指定する様子を
示す図。

【図１１】第２の実施の形態における、振り子の実験を
測定する場合の実用形態の一例を示す図。

【図１２】第２の実施の形態における、データ登録処理
の動作を説明するためのフローチャート。

【符号の説明】

１１０ＣＰＵ１２０ＲＡＭ１２２データセット１２４画像データ１２６計時カウンタ１３０ＲＯＭ１３１システムプログラム１３２ドライバプログラム１３３データ登録プログラム１３４グラフ描画プログラム１４０操作入力部１５０位置検出回路１５２タブレット１６０表示駆動回路１６２表示部１２００グラフ表示装置１２０６ＬＣＤ１２０６ａリストエリア１２０６ｂグラフエリア１２０６ｃ画像エリア１２４０画像撮影装置１２５０センサ１２８０データ収集装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｔ 11/20 １２０Ｇ０６Ｔ 11/20 １２０Ｇ０９Ｇ 5/00 ５１０Ｇ０９Ｇ 5/00 ５１０Ｈ５３０５３０ＴＦターム(参考） 5B019 HD02 HD06 HD13 5B050 CA07 EA19 FA02 FA09 FA16 FA19 GA08 5B080 DA00 FA08 FA11 5C082 AA01 AA21 AA24 AA27 BA02 BA16 BA20 BB25 BB42 CA76 CB05 DA42 DA61 DA86 MM10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データセットを記憶するデータセット記憶
手段と、前記データセット内の各データに対応づけて画像を記憶
する画像記憶手段と、前記データセット内の各データに基づいてグラフを描画
するグラフ描画手段と、前記グラフ描画手段により描画されているグラフの基の
データに対応づけられた画像を表示する画像表示手段
と、を、備えるグラフ表示装置。
【請求項２】請求項１に記載のグラフ表示装置におい
て、更に、前記グラフ描画手段により描画されているグラフ上の一
点を指定する指定手段を備え、前記画像表示手段が、当該指定された点に対する画像を
表示することを特徴とするグラフ表示装置。
【請求項３】請求項２に記載のグラフ表示装置におい
て、前記指定手段が、前記グラフ描画手段により描画されて
いるグラフ上をトレースするとともに、当該トレース位
置を前記点として指定することを特徴とするグラフ表示
装置。
【請求項４】請求項２に記載のグラフ表示装置におい
て、更に、表示画面への物体の接触を検知し接触位置を求める位置
検出手段を備え、前記指定手段が、前記接触位置を前記点として指定する
ことを特徴とするグラフ表示装置。
【請求項５】請求項１に記載のグラフ表示装置におい
て、更に、センサの制御とセンサによる検知データの取得を行うセ
ンサ制御手段と、画像撮影手段の制御と撮影された画像データの取得を行
う撮影装置制御手段と、センサに対するデータ検知の指示と画像撮影手段に対す
る画像撮影の指示を同期して指示するための同期指示制
御手段と、センサから取得した検知データを前記データセットに登
録するデータ登録手段と、画像撮影手段から取得した画像を検知データと対応付け
て前記画像記憶手段に登録する画像登録手段と、を、備えることを特徴とするグラフ表示装置。
【請求項６】コンピュータに、データセットを記憶するデータセット記憶機能と、前記データセット内の各データに対応づけて画像を記憶
する画像記憶機能と、前記データセット内の各データに基づいてグラフを描画
するグラフ描画機能と、前記グラフ描画手段により描画されているグラフの基の
データに対応づけられた画像を表示する画像表示機能
と、を実現させる為のプログラム。